填料是動密封的填充材料,用來填充填料箱空間,以防止介質經由閥桿和填料箱空間泄漏。
填料密封是閥門產品的關鍵部位之一,要想達到好的密封效果,一方面是填料自身的材質。結構要適應介質的工況需要,另一方面則是通過合理的填料安裝方法和在填料函的結構上考慮來保證可靠的密封。
(1)對填料自身的要求降低填料對閥桿的摩擦力、防止填料對閥桿和填料函的腐蝕、適應介質工況的需要。
(2)常用的填料品種
1)盤根型:
①高溫高壓閥門專用盤根。該盤根以柔性石墨為結構線,在每一根結構線的內部用5根耐高溫合金絲增強。外部再編織耐高溫合金絲。結構為方形交叉內鎖編織。適用溫度為:非氧化氣氛為-250~+850℃,氧化氣氛為-250~+550℃。工作壓力為45.0MPa、pH值(除強氧化劑外)為O~14。適用介質為酸,原油、合成石油、溶劑、蒸汽、水等,截面尺寸為3mm×3mm~25mm×25mm。
②石墨填充PTFE纖維盤根。該種盤根填充了石墨粉,克服了純PTFE的缺點。使產品具有優良的導熱性、耐高速性和低膨脹性以及廣泛的耐化學腐蝕。用100%的高性能改性PTFE纖維。方形交叉內鎖編織。工作溫度為-200~+280℃,適用壓力為旋轉3.0MPa,往復10.0MPa、閥桿20.0MPa,軸線速度為22m/s,除強氧化劑外,pH值為0~14。適用于各種泵、閥、截面尺寸為3mm×3mm~25mm×25mm。
③高溫、高壓經濟型泵閥盤根。該盤根經高溫碳化處理的耐焰纖維,浸漬準納米級石墨粉,可以阻止氣體/液體的滲漏,同時加入特殊的潤滑劑,自潤滑性良好,減少摩擦熱,采用方形交叉內鎖編織,工作溫度為-50~+600 ℃,適用壓力為25.0MPa,軸線速度為18m/s,除強氧化劑外pH值為0~13。適用介質為中強度酸堿,熱油、溶劑、鍋爐給水、蒸汽等。截面尺寸為3mm×3mm~25mm×25mm。
④超強耐磨損專用盤根。該種盤根以有機交聯聚合纖維為基體材料,采用PR01M工藝處理,經高速精密盤根編織機加工而成,絕熱性能優異,在瞬間2500℃火焰中不熔化,不燃燒,具有耐腐蝕、耐磨損、高強度等優異性能,適用溫度為-100~+280℃,工作壓力為:旋轉8.0MPa,往復20.0MPa,閥桿25.0MPa,軸線速度22m/s,除強氧化劑外,pH值O~14。適用介質為有磨粒場合,含沙介質,截面尺寸為3mm×3mm~25mm×25mm。
⑤耐磨損專用盤根。該種盤根以短切Aramid纖維為原料,采用方形交叉內鎖編織而成,具有雙倍的潤滑劑含量,確保了對軸的高潤滑和低磨損、強度高、密度低、彈性好、耐熱、耐磨性好。適用溫度-100~+260℃,工作壓力:旋轉8.0MPa,往復20.0MPa,閥桿25.0MPa,軸線速度為18m/s,除強氧化劑外pH值2~12。適用介質為有磨粒場合,含沙介質,截面尺寸為3mm×3mm~25mm×25mm。
⑥通用型合成纖維盤根。該種盤根以復合纖維為原料,采用方形交叉內鎖編織,具有高強度、耐磨損、抗沖刷和防滲漏等性能。適用溫度范圍一100~+250℃,工作壓力,旋轉5.0MPa、往復10.0MPa、閥桿20.0MPa,軸線速度12m/s,除強氧化劑外pH值2~12。適用于各種泵、閥、往復桿、活塞、柱塞,截面尺寸為3mm×3mm~25mm×25mm。
⑦純PTFE盤根。該種盤根采用100%純PTFE纖維,采用交叉內鎖編織而成,不含可擠出潤滑劑,耐化學腐蝕性強。工作強度范圍-200~+260℃,工作壓力:旋轉5.0MPa、往復15.0MPa、閥桿25.OMPa,軸線速度為20m/s,pH值O~14。適用介質為各種腐蝕性介質,截面尺寸為3mm×3mm~25mm×25mm。
⑧潔凈型特種盤根。該種盤根選用優質的高強度、高模量美塔絲纖維為原料,采用方形交叉內鎖編織而成,具有雙倍的潤滑劑含量,確保了對軸的高潤滑和低磨損,不污染介質。適用溫度范圍-100~280℃,工作壓力,旋轉8.0MPa,往復20.0MPa,閥桿25.0MPa,軸線速度20m/s,除強氧化劑外pH值1~13。適用于各種泵、閥和往復設備、截面尺寸3mm×3mm~25mm×
25mm。
2)成形填料:
①尼龍。
②橡膠。
③聚四氟乙烯。
④填充聚四氟乙烯(增強聚四氟乙烯),增強材料為玻璃纖維,一般為8%~15%玻璃纖維。JB/T 5209—1991《塑料填料》標準規定,填充聚四氟乙烯為:聚四氟乙烯+20%玻璃纖維+5%MoS2;聚四氟乙烯+20%玻璃纖維+5%石墨。
⑤柔性石墨環。
⑥閥桿專用高效密封組合環。由若干個低密度的純石墨中央環和兩個高密度的端環組合而成,每個環的外形成杯錐狀,且都起密封作用,并改善壓縮載荷的分布狀況,以有選擇性地壓縮和控制填料的徑向流動,使填料的徑向變形遠遠超過平環填料的徑向變形,從而能在填料內徑和外徑處獲得更有效的密封,適用溫度范圍,蒸汽中-200~+650℃,空氣中-200~455℃,工作壓力為60.0MPa,除強氧化劑外pH值0~14。適用于化學和石化行業的閥門,碳氫化合物、煉油、蒸汽、發電廠、核電廠控制閥。
3)泥狀填料
①白色泥狀填料。用白色PTFE纖維混合FDA認證的潤滑劑制成、無污染、無毒,符合食品級別,適用溫度范圍-40~+260℃、pH值0~14,最大軸線速度7.5m/s、工作壓力,旋轉/離心2.OMPa。適用介質為工業化學品、食品、飲用水、藥劑等。
②黑色泥狀填料。用黑色柔性石墨混合高溫潤滑劑制成,廣泛應用于高溫等惡劣工況的泵和閥門,適用溫度范圍-40~+650~C,pH值0~14,最大軸線速度為20m/s,工作壓力,旋轉/離心1.7MPa,適用介質為水、工業化學品、蒸汽、石油燃料、碳氫化合物等。
4)使用填料注意事項
①盤根形填料切斷時用45°切口,安裝時每圈切口相錯180°。
②在高壓下使用聚四氟乙烯成型填料時,要注意冷流特性。
③柔性石墨環單獨使用密封效果不好,應與柔性石墨編織填料組合使用,填料函中間裝柔性石墨環,兩端裝編織填料,也可隔層安裝。即一層柔性石墨環,一層編織填料,也可填料函中間放隔環,隔環上下分別安裝兩組組合填料。
④石墨對閥桿、填料函有腐蝕,使用中應選擇加緩蝕劑的盤根。
⑤柔性石墨在王水、濃硫酸、濃硝酸等介質中不適用。
⑥填料函的尺寸精度、表面粗糙度、閥桿尺寸精度和表面粗糙度是影響成型填料密封性能的關鍵。